KR102036297B1 - 압연 클래드 알루미늄 가공품의 제조 방법, 압연 클래드 알루미늄 가공품 및 그 용도 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 압연 클래드 알루미늄 가공품(7)을 제조하기 위한 방법에 관한 것으로, 코어 잉곳(2)은 알루미늄 합금으로 제조되고 적어도 하나의 클래딩 피스(6)는 피복재로 제조되며, 적어도 하나의 홈(4)이 코어 잉곳(2) 및/또는 코어 잉곳(2)에 적용된 층에 도입되고, 클래딩 피스(6)는 홈(4) 내에 삽입되며, 클래딩 피스(6)를 넣은 후에 코어 잉곳(2)이 열간 압연되고, 홈의 폭은 코어 잉곳 폭의 85% 이하이다. 본 발명은 또한 알루미늄 합금의 코어(8)와 알루미늄 가공품(7)의 한쪽 측면에 피복재의 적어도 하나의 피복층(10)을 포함하는 압연 클래드 알루미늄 가공품에 관한 것으로, 피복층(10)은 압연 클래드 알루미늄 가공품(7)의 한쪽 측면의 일부 영역만을 따라 연장하며, 상기 일부 영역은 상기 측면의 전체 면적의 최대 95%이다. 본 발명은 또한 납땜 가공품, 특히 절첩 튜브(70, 90)를 제조하기 위한 이러한 압연 클래드 알루미늄 가공품(7)의 용도에 관한 것이다.

Description

압연 클래드 알루미늄 가공품의 제조 방법, 압연 클래드 알루미늄 가공품 및 그 용도{METHOD FOR PRODUCING A ROLL-CLAD ALUMINIUM WORKPIECE, ROLL-CLAD ALUMINIUM WORKPIECE AND USE THEREFOR}
본 발명은 압연 클래드 알루미늄 가공품(workpiece)의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명은 또한 알루미늄 합금의 코어와 알루미늄 가공품의 한쪽에 피복재(cladding material)의 적어도 하나의 피복층을 갖는 압연 클래드 알루미늄 가공품에 관한 것이다. 마지막으로, 본 발명은 또한 이러한 압연 클래드 알루미늄 가공품의 용도에 관한 것이다.
알루미늄 스트립 또는 시트에 피복층을 적용하기 위한 다수의 방법이 종래 기술에 각각 공지되어 있다.
압연 클래딩에서, 피복재로 만들어진 시트가 코어 잉곳 상에 놓인다. 그 다음에 시트 및 코어 잉곳은 복합 재료를 형성하기 위하여 열간 압연된다. 그러나, 이 방법을 사용해서는 각 경우에 층마다 단일의 두께 및 합금 조성을 갖는 완면상(holohedral)의 피복층만이 제조될 수 있다. 단지 일부 구역만을 클랭딩하는 것 또는 피복층이 잉곳의 폭 또는 길이를 가로질러 선택적으로 다른 두께이거나 다양한 조성의 복수의 합금으로 구성되는 것은 지금까지 가능하지 않았는데, 압연 갭에서 힘의 극히 비대칭적인 균형을 유발하여 매우 불규칙하거나 휘어진 제품이 제조되거나 심지어 롤 스탠드가 손상될 수 있기 때문이다,
주조 클래딩에서, 코어 잉곳이 주조되는 동안 코어 잉곳 상에 피복층이 직접 주조된다. 따라서, 원래의 형태에서 코어 잉곳은 복합 재료로 직접 형성된다. 이러한 방법으로도, 단일 두께를 갖는 단일 합금의 완면상의 피복층만이 제조될 수 있는데, 그렇지 않다면 압연된 잉곳 즉, 적용된 층을 갖는 코어 잉곳은 평면이 아니라 오히려 단차가 있는 압연 면을 가질 수 있기 때문이다.
피복층을 적용하기 위한 다른 가능한 방법은 알루미늄 스트립 및 시트의 제조 공정 중에 캐뉼라를 이용하여 기계적 또는 수작업으로 적용되는 브레이징 페이스트를 사용하는 것이다. 이 방법은 브레이징 페이스트의 운반 물질이 가공품을 납땜하기 전에 잔류하지 않고 예컨대 증발에 의해 제거되어야 한다는 단점이 있으며, 특히 밀폐 구조의 경우에 불충분한 환기로 인해 문제가 된다. 또한, 브레이징 페이스트를 사용하여 단지 매우 좁은 구역들이 코팅될 수 있고, 납땜 층의 두께도 또한 페이스트의 양 또는 조성에 의해 각각 비교적 거친 방식으로 제어될 수 있을 뿐이다.
다른 대안적인 방법은 브레이징 포일(foil)을 사용하는 것인데, 비용이 고가이다. 또한, 브레이징 포일은 일반적으로 복잡한 방식으로 가공품에 수작업으로 적용하여야 한다. 더욱이, 브레이징 포일은 매우 얇고 처리하기 극히 어렵기 때문에, 브레이징 포일은 비교적 두꺼운 재료 두께에 대해서만 적합하다. 매우 작은 구역에 브레이징 포일을 적용하는 것은 기술적으로 거의 관리 가능하지 않다.
그 밖에, 덜 광범위하게 사용되는 다른 방법들로는 예컨대 폭발 클래딩, 냉간 압연 클래딩 또는 유사한 방법들이 종래 기술에 공지되어 있다. 그러나, 이러한 방법들 모두는 복잡하며 고가이다. 더욱이, 표면상에 단일 두께 및 합금 조성을 갖는 완면상의 피복층만이 열간 압연 스트립과 함께 이러한 방법들을 이용하여 제조될 수 있다.
또한, DE 600 06 567 T2에는 코어의 홈이 있는 베드 내에 상감 방식으로 넣어지고 그 다음에 열간 압연에 의해서 연결되는 일체형 알루미늄 합금 구조물의 제품이 제시되어 있다. 그로 인해, 구조물의 가장자리의 새김 자국은 회피되어야 한다.
전술한 대부분의 방법을 사용하여, 특히 광범위하게 사용되는 열간 압연 클래딩에서, 전체 스트립을 가로질러 단지 완면상의 피복층만이 제조될 수 있다. 다른 방법들은 매우 복잡하거나 경제적이지 않다.
많은 응용에서 완면상의 피복층은 필요하지 않거나 심지어 종종 불리한 것이다.
예컨대, 땜납 코팅은 스트립 또는 금속 시트로 만들어진 부품의 특별한 구역에만 필요하다. 그러나, 스트립 및 제조 공정의 결과물인 그 스트립으로 제조된 부품이 땜납으로 완전히 코팅될 경우, 브레이징을 위해 필요한 것보다 더 많은 땜납이 납땜 지점에 축적되어 침식 또는 다른 원치않는 영향이 발생할 수 있다. 더욱이, 완면상의 땜납 코팅의 경우에, 서로 밀착하여 배치되는 두 부품들의 의도하지 않은 납땜 연결이 발생할 수 있다.
또한, 많은 피복층들은 코어 합금보다 비금속(ignoble)이며 부식에 더욱 민감하다. 따라서, 부식으로 인한 재료 제거의 증가가 일어날 수 있다. 더욱이, 일반적으로 땜납 코팅과 같은 피복층은 피복되지 않은 표면 구역보다 시각적인 미려함이 떨어지는 표면을 갖는다. 또한, AlSi 합금의 땜납 코팅은 종종 균열을 유발하고 파단 연신율을 감소시킬 수 있기 때문에 스트립의 가공 중에 불리한 영향을 나타내는 커다란 Si 퇴적물을 갖는다.
이러한 배경 기술을 감안하여, 본 발명은 부분적인 구역의 피복층을 갖는 압연 클래드 알루미늄 가공품을 제조하기 위한 경제적인 방법 및 상응하는 압연 클래드 알루미늄 가공품을 제공하는 목적에 기초한 것이다. 다른 목적은 피복층의 설계, 특히 피복층의 다양한 두께 또는 합금 조성과 관련한 유연성을 증가시키는 것에 있다.
전술한 목적은 압연 클래드 알루미늄 가공품을 제조하기 위한 방법에 의한 본 발명에 따라 적어도 부분적으로 달성되는데, 알루미늄 합금의 코어 잉곳 및 피복재의 적어도 하나의 클래딩 피스(cladding piece)가 제공되고, 적어도 하나의 홈이 코어 잉곳 및/또는 코어 잉곳에 적용된 층 내에 도입되고, 클래딩 피스는 홈 내에 들어가며, 클래딩 피스가 들어간 후에 코어 잉곳은 열간 압연된다.
이 방법을 사용하면, 부분적인 구역의 피복층 즉, 완면상의 피복층과 대조적으로 알루미늄 가공품의 표면의 일부만을 가로질러 연장하는 피복층을 갖는 압연 클래드 알루미늄 가공품이 제조될 수 있다. 따라서, 이 방법은 특히 알루미늄 가공품의 한쪽의 부분 구역만을 가로질러 연장하는 적어도 하나의 피복층을 갖는 압연 클래드 알루미늄 가공품을 제조하기 위한 방법이다.
그러므로, 피복층을 위해 사용되는 피복재는 피복층의 기능을 위해서 필요한 양만이 적용 및/또는 알루미늄 가공품 상의 필요한 지점에만 적용되는 것이 달성될 수 있다. 땜납 클래딩(solder cladding)의 경우, 피복층은 예컨대 과도한 땜납 침식이 방지되도록 알루미늄 가공품의 납땜을 위해 필요한 양으로 적용될 수 있다. 또한, 압연으로 인해 감소하는 피복층 두께의 영향이 감소하거나 억제되기 때문에, 이 방법을 사용하여 균일한 두께의 피복층이 달성될 수 있다. 이 방법에서, 낭비되는 양은 또한 줄어들 수 있다.
이하에서 알루미늄 가공품이라는 용어가 사용되며 특히 알루미늄 스트립 또는 알루미늄 시트로 이해되어야 한다. 더욱이, 알루미늄 가공품이라는 용어는 이러한 스트립 또는 금속 시트로 만들어진 반제품이나 제품을 또한 포함한다.
본 발명의 방법에 따라, 알루미늄 합금의 코어 잉곳이 제공된다. 이 목적을 위해 자주 사용되는 알루미늄 합금의 예에는 AA(Aluminum Association) 3xxx 특히 AA 3003, AA 3005, AA 3103, AA 3105, AA 6xxx 특히 AA 6063 및 이들 각각의 변형들이 포함된다. 코어 잉곳은 예컨대 다이 캐스팅으로 형성될 수 있다. 바람직하게는 코어 잉곳의 압연 표면, 즉 그 상면 및 하면은 압연을 위해 특히 밀링 가공되어 준비된다.
본 발명에서 사용되는 코어 잉곳은 바람직하게는 300 내지 700 mm의 두께 및/또는 500 내지 3000 mm의 폭 및/또는 3000 내지 8000 mm의 길이를 갖는다.
그 다음에 코어 잉곳 및/또는 코어 잉곳에 적용된 층에 홈(groove)이 형성된다. 홈은 예컨대 밀링 가공한 것일 수 있다. 만약 코어 잉곳이 적용된 층, 예컨대 피복층을 이미 갖고 있다면, 홈은 이 층에 도입될 수 있다. 홈의 깊이가 적용된 층의 두께를 초과하면, 홈은 적용된 층뿐만 아니라 그 아래에 있는 코어 잉곳에도 도입될 수 있다.
바람직하게는 홈의 깊이, 길이 및 폭은 삽입할 클래딩 피스의 크기에 맞춰지게 되어 있다. 바람직하게 홈은 코어 잉곳의 길이방향으로 형성된다. 즉 바람직하게 홈의 길이방향 크기는 실질적으로 코어 잉곳의 길이방향 길이이다. 원칙적으로, 홈은 어떤 임의 형상을 가질 수 있다. 홈의 형상은 코어 잉곳의 표면 또는 그 위에 적용된 층의 평면에서의 홈의 형상으로 이해되어야 한다. 공정 기술의 관점에서, 장방형의 접합이 선호되며 장방형의 긴 가장자리는 바람직하게는 실질적으로 코어 잉곳의 길이방향이다.
홈은 클래딩 피스가 넣어질 수 있는 코어 잉곳의 표면 또는 그 위에 적용된 층의 오목부이다. 이를 위해, 바람직하게 홈은 적어도 하나의 방향에서 적어도 하나의 홈 벽에 의해, 바람직하게는 홈의 서로 대향하는 두 측면에 의해 측방향으로 한정되는 홈 기저부(groove base)를 갖는다. 홈 기저부는 예컨대 코어 잉곳의 표면과 평행하며 평면이 되도록 구성될 수 있다. 그러나, 홈 기저부는 경사지거나, 계단식이거나, 물결 모양을 이루도록 형성되거나 임의의 다른 방식으로 형성될 수도 있다. 바람직하게, 홈 기저부는 서로 대향하는 두 개의 측면의 홈 벽에 의해 측방향으로 한정된다. 한 방향에서, 특히 길이방향에서 홈은 이 방향에서 홈을 한정하는 홈 벽이 없이 일방향으로 또는 양방향으로 연속적으로 구성되거나, 이 방향에서 한쪽 또는 양쪽의 홈 벽을 갖도록 코어 잉곳의 가장자리로부터 일방향으로 또는 양방향으로 옵셋되어 구성될 수 있다. 바람직하게 홈은 코어 잉곳의 전체 길이를 가로질러 연장한다. 대안으로, 홈은 코어 잉곳 길이의 일부만을 가로질러 연장할 수도 있다.
본 발명의 방법에 따라, 피복재의 클래딩 피스가 제공된다. 클래딩 피스는 절단 및/또는 밀링에 의해 피복재의 시트로부터 제조될 수 있다. 이러한 타입의 시트는 예컨대 절단 또는 열간 압연에 의해 제공될 수 있다. 피복재는 코어 잉곳의 재료와 적어도 하나의 특성이 다른 재료이다. 피복재의 예에는 AlSi 합금 특히 AA 4045, AA 4047, AA 4343, AA 4004, AA 4104와 같은 땜납 피복재, AA 1050, AA 7072와 같은 부식 방지 피복재, 또는 AA 1050, AA 3003과 같은 외관을 향상시키기 위한 피복재가 포함된다.
바람직하게 홈 또는 클래딩 피스 각각은 적어도 1 mm, 바람직하게는 적어도 3 mm, 더 바람직하게는 적어도 5 mm, 특히 적어도 10 mm의 폭(즉, 코어 잉곳의 횡방향의 크기)을 갖는다. 바람직하게 홈 또는 클래딩 피스 각각의 폭은 코어 잉곳 폭의 95% 이하, 바람직하게는 90% 미만, 특히 85% 미만이다.
바람직하게 홈 또는 클래딩 피스 각각의 폭은 특별한 응용에 적합하도록 맞추어져 있다. 따라서 홈 또는 클래딩 피스 각각의 폭은 특히 코어 잉곳 폭의 최대 80%, 최대 70%, 최대 60%, 최대 50%, 최대 40%, 최대 30%, 최대 20% 또는 최대 10%가 될 수 있다.
또한, 바람직하게 홈은 코어 잉곳 두께 또는 코어 잉곳과 그 위에 피복된 층의 전체 두께의 적어도 1%, 바람직하게는 적어도 3%, 더 바람직하게는 최대 30%의 깊이를 갖는다. 바람직하게 클래딩 피스는 코어 잉곳 두께 또는 코어 잉곳과 그 위에 피복된 층의 전체 두께의 적어도 1%, 바람직하게는 적어도 3%, 더 바람직하게는 최대 40%의 두께를 갖는다.
클래딩 피스가 홈에 넣어진 후에, 홈 안의 클래딩 피스는 선택적으로 코어 잉곳이 열간 압연될 때까지 예컨대 클램핑, 용접 또는 다른 부착 수단에 의해 탈락 방지되게 고정될 수 있다.
클래딩 피스가 홈 내에 넣어지기 때문에, 코어 잉곳 또는 코어 잉곳 상에 적용된 층은 후속 열간 압연 중에 적어도 부분적으로 함께 압연된다. 이로 인해, 클래딩 피스 또는 코어 잉곳이 휘어지는 위험성 및 과도한 뒤틀림의 위험성은 감소한다. 그러므로, 부분 구역 피복층은 본 발명의 방법에 의한 신뢰할 수 있는 공정에서 열간 압연에 의해 제조될 수 있다.
코어 잉곳의 열간 압연 중에, 클래딩 피스는 코어 잉곳 상에 피복 즉, 부분 구역 피복층을 갖는 압연 클래드 알루미늄 가공품이 제공되도록 재료 통합, 힘 맞춤 및/또는 형상 맞춤 방식으로 코어 잉곳에 연결된다.
바람직하게 열간 압연은 1.0 mm 바람직하게는 2.0 mm 내지 20 mm 바람직하게는 10 mm 범위의 두께로 실행된다. 바람직하게 열간 압연 후의 피복층은 0.01 mm 내지 6 mm 바람직하게는 3 mm 범위의 두께를 갖는다.
열간 압연 후에, 스트립은 한번 또는 복수의 냉간 압연 패스에서 더 작은 최종 두께로 냉간 압연될 수 있고, 냉간 압연 단계들 사이에 또는 그 후에 한번 이상의 어닐링 작업이 실행될 수 있다. 바람직하게 냉간 압연은 0.05 mm 바람직하게는 0.5 mm 내지 20 mm 바람직하게는 10 mm, 더 바람직하게는 5 mm, 특히 1 mm 범위의 최종 두께로 실행될 수 있다. 바람직하게 냉간 압연 후에 피복층은 0.005 mm 내지 1 mm 바람직하게는 0.5 mm 범위의 두께를 갖는다.
바람직하게는 열간 압연과 냉간 압연 사이에, 또는 최종 두께로 냉간 압연한 후에, 스트립은 최종적인 폭으로 절단될 수 있다. 이를 위해, 절단할 때 위치 및 폭이 고려되도록 바람직하게는 피복층의 위치 및 폭이 먼저 결정된다. 바람직하게 홈 및 홈에 넣어지는 클래딩 피스의 위치는 홈이 형성되기 이전에 스트립의 추후 최종적인 폭에 미리 맞춰질 수 있다.
본 발명의 방법의 실시예에서, 바람직하게 적어도 하나의 클래딩 피스는 코어 잉곳 폭의 50% 이하, 바람직하게는 40% 이하, 특히 25% 이하의 폭을 갖는다. 클래딩 피스의 폭은 코어 잉곳의 길이방향을 횡단하는 클래딩 피스의 최대 크기로 이해되어야 한다.
본 발명의 방법에서, 클래딩 피스로부터 제조되는 피복층의 크기 및/또는 배열은 이 방법을 사용하여 제조된 압연 클래드 알루미늄 가공품의 개별적인 적용에 맞춰질 수 있다. 특히, 예컨대 과잉의 피복재로 인한 압연 클래드 알루미늄 가공품의 제조 공정에서의 부정적인 결과가 방지될 수 있다.
이 방법에서 적어도 하나의 홈 또는 복수의 홈 내에 복수의 클래딩 피스가 넣어지면, 바람직하게 복수의 클래딩 피스 특히 모든 클래딩 피스는 각 경우에 코어 잉곳 폭의 50% 이하, 바람직하게는 40% 이하, 특히 25% 이하의 폭을 갖는다.
바람직하게 적어도 하나의 클래딩 피스가 넣어지는 적어도 하나의 홈은 클래드 가공품의 폭에 맞춰져 있고, 특히 코어 잉곳 폭의 50% 이하, 바람직하게는 40% 이하, 특히 30% 이하의 폭을 갖는다.
본 발명의 방법의 다른 실시예에서, 클래딩 피스는 납땜 합금, 바람직하게는 AA 4xxx 타입의 합금으로 구성된다. 이 방식에서, 부분 구역 땜납 피복층을 갖는 압연 클래드 알루미늄 가공품이 제조될 수 있다. 바람직하게, 납땜 작업 중에 전술한 단점을 갖는 과잉의 땜납이 방지되도록 땜납의 양이 정해질 수 있다. 또한, 생산된 알루미늄 가공품에서 더 작은 땜납 비율로 달성될 수 있도록 제조 중에 축적되는 폐기물 즉, 클래딩 중에 축적되는 스크랩은 더 작은 비율의 땜납을 포함하며, 따라서 더욱 용이하게 재활용할 수 있다. 또한, 부분 구역 땜납 코팅에 의해 가공품의 부식은 일반적으로 완면상의 방식으로 땜납 피복된 가공품에 비해 감소될 수 있다. 마지막으로, 부분 구역 땜납 피복층으로 인해 알루미늄 가공품의 더욱 미려한 표면이 얻어질 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서, 클래딩 피스는 홈의 형상에 정확하게 맞춰지도록 형성된다. 여기에서 홈의 형상은 코어 잉곳의 표면 또는 그 위에 적용된 층에서 홈의 형상으로서 이해되어야 한다. 장방형 홈의 경우에, 바람직하게는 예컨대 실질적으로 동일한 폭과 동일한 길이를 갖는 장방형 클래딩 피스가 사용된다. 이와 같이 정확하게 맞춰지게 형성되기 때문에, 제조된 알루미늄 가공품의 가장자리 두께의 불규칙함은 감소될 수 있고, 열간 압연 중에 클래딩 피스의 미끄러짐이 방지될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서, 클래딩 피스의 두께는 실질적으로 홈의 깊이와 상응한다. 이것은 피복재 및 코어 잉곳의 재료가 유사한 변형 저항을 갖는 경우에 특히 유리하다. 이 실시예는 롤러가 코어 잉곳 또는 코어 잉곳에 적용된 층 및 클래딩 피스와 동시에 접촉하기 때문에 균일한 열간 압연이 실행된다는 장점을 나타낸다.
본 발명의 다른 실시예에서, 클래딩 피스와 코어 잉곳은 상이한 변형 저항을 가지는데, 만약 클래딩 피스가 코어 잉곳보다 낮은 변형 저항을 가진다면 바람직하게 클래딩 피스의 두께가 홈의 깊이보다 크며, 및/또는 만약 클래딩 피스가 코어 잉곳보다 높은 변형 저항을 가진다면 더욱 바람직하게 클래딩 피스의 두께가 홈의 깊이보다 작다. 이 방법에서, 클래딩 피스의 두께는 그 변형 저항 및 압연 거동에 맞추어진다. 높은 변형 저항을 갖는 클래딩 피스는 낮은 변형 저항을 갖는 클래딩 피스보다 동일한 압연력에서 낮은 변형을 나타낸다. 특히, 상이한 변형 저항이 열간 압연에서 문제로 이어지는 것은 이 실시예에 의해 방지된다. 또한 알루미늄 가공품이 피복된 영역 및 피복되지 않은 영역에서 균일한 두께를 갖는 것이 이 방법에 의해 달성될 수 있다.
변형 저항은 압연 중에 마찰의 모든 영향을 고려한 상태에서 변형 강도 kf의 결과인 변형 저항 kw이라는 것을 이해하여야 한다.
본 발명의 다른 실시예에서, 홈에 넣어지는 클래딩 피스는 코어 잉곳의 길이방향 가장자리로부터 적어도 1 cm, 바람직하게는 적어도 2 cm, 특히 적어도 5 cm 간격을 두고 이격되어 있다. 따라서, 클래딩 피스는 열간 압연 중에 스트립 둘레에서 밖으로 빠져나가는 것이 방지될 수 있다. 또한, 이 방식에서 열간 스트립의 길이방향 가장자리로부터 피복층이 이격되어 있는 것도 가능하므로, 열간 압연으로 인한 스트립 둘레에서 피복층의 박육화가 감소되고, 비딩 및 비딩 스크랩(beading scrap)이 감소될 수 있다. 홈이 코어 잉곳의 길이방향 가장자리로부터, 바람직하게는 적어도 전술한 간격만큼 또한 이격되어 있을 수 있다.
전술한 방법들 중의 하나에 대한 다른 실시예에서, 피복재의 제1 클래딩 피스와 피복재의 제2 클래딩 피스가 제공되며, 적어도 하나의 제1 홈이 코어 잉곳 및/또는 코어 잉곳에 적용된 층에 형성되며, 제1 클래딩 피스는 제1 홈 내에 넣어지고, 제2 클래딩 피스는 코어 잉곳 및/또는 코어 잉곳에 적용된 층에 형성된 제1 홈 또는 제2 홈 내에 넣어지며, 제1 클래딩 피스 및 제2 클래딩 피스가 들어간 후에 압연 잉곳이 열간 압연된다.
이 방법에서, 한쪽에 복수의 피복층 특히 다른 종류의 피복층을 구비한 압연 클래드 알루미늄 가공품이 제조될 수 있다. 따라서, 다른 기능을 갖는 피복층들이 제조된 가공품의 한쪽에 만들어질 수 있다.
전술한 실시예에 따라, 제1 클래딩 피스는 제1 홈 내에 넣어진다. 그 다음에 제2 클래딩 피스가 마찬가지로 제1 홈 내에, 특히 제1 클래딩 피스 바로 옆에 또는 제1 클래딩 피스와 이격되어 넣어질 수 있다. 만약 제2 클래딩 피스가 제1 클래딩 피스와 이격되도록 홈 내에 넣어지면, 바람직하게, 별개의 분할 웨브(divider web)로서 코어 잉곳의 재료 분리대가 제1 클래딩 피스와 제2 클래딩 피스 사이에 개재된다. 대안으로, 제2 클래딩 피스가 코어 잉곳 또는 코어 잉곳에 적용된 층에 형성된 제2 홈 내에, 특히 구체적으로는 제1 홈이 있는 코어 잉곳의 동일한 쪽에 넣어질 수도 있다.
예컨대, 만약 제1 홈과 제2 홈이 형성된다면, 이 홈들은 분할 웨브를 구비하거나 구비하지 않은 채로 서로 바로 옆에 또는 서로 이격되도록 배치될 수 있다. 만약 두 개의 홈이 분할 웨브를 구비하지 않고 서로 바로 옆에 형성된다면, 그로 인해 비교적 커다란 홈이 되고, 이 비교적 커다란 홈은 두 개의 홈이 통합된 홈으로 간주할 수 있다. 만약 두 개의 홈이 다른 깊이를 갖는다면, 통합된 홈은 예컨대 계단식 홈 기저부가 있는 상이한 깊이의 두 개의 대응하는 영역들을 갖는다.
따라서, 제1 클래딩 피스와 제2 클래딩 피스는 분할 웨브를 구비하거나 구비하지 않은 채로 서로 바로 옆에 또는 서로 이격되도록 배치될 수 있다. 분할 웨브는 코어 잉곳 또는 코어 잉곳에 적용된 층의 좁은 웨브라는 것을 이해하여야 하며, 이 웨브에 의해 제1 홈과 제2 홈이 서로 분리된다. 대안으로, 분할 웨브는 코어 잉곳 또는 코어 잉곳에 적용된 층 재료의 별개의 분할부로서 제공될 수도 있다.
제1 홈과 제2 홈의 통합에서, 홈들은 동일한 깊이 또는 다른 깊이를 가질 수 있다. 이 방식에서, 홈들의 깊이는 예컨대 각각의 클래딩 피스의 변형 저항 및/또는 깊이에 개별적으로 맞춰질 수 있다.
본 발명의 방법의 다른 실시예에서, 코어 잉곳 및/또는 코어 잉곳에 적용된 층에 형성된 홈 내에 먼저 제1 클래딩 피스가 넣어지고 후속해서 적어도 하나의 제2 클래딩 피스가 넣어지며, 적어도 하나의 제2 클래딩 피스는 적어도 부분적으로, 바람직하게는 전체적으로 제1 클래딩 피스와 중첩한다. 이 방식에서, 복수의 클래딩 피스가 홈에서 서로의 위에 배치되므로, 서로의 위에 놓인 복수의 피복층이 후속 열간 압연 중에 제조될 수 있다. 바람직하게, 제1 클래딩 피스 및 적어도 하나의 제2 클래딩 피스는 상이한 피복재로 구성된다. 예컨대, 제1 클래딩 피스는 땜납 피복재로 구성될 수 있다. 이러한 클래딩 피스로부터 땜납 피복층이 생성되는 것에 의해, 코어와 제2 클래딩 피스로부터 압연된 피복층 사이에 추가적인 납땜 연결이 만들어질 수 있다.
본 발명의 방법의 다른 실시예에서, 제1 클래딩 피스는 제1 피복재로 구성되고, 제2 클래딩 피스는 제1 피복재와 상이한 제2 피복재로 구성된다. 그러므로, 상이한 특성을 나타내는 두 개의 부분 구역 피복층을 갖는 압연 클래드 알루미늄 가공품이 제조될 수 있다. 예컨대, 피복재는 상이한 시각적 특성을 가질 수 있다. 몇몇 합금들은 비교적 광택이 없는 표면을 생성하는 반면에, 다른 몇몇 합금들은 비교적 광택이 나는 표면을 생성한다. 피복재의 상응하는 조합에 의해, 예컨대 줄무늬 표면이 얻어질 수 있다. 또한, 상이한 피복재를 사용함으로써 다른 기능이 얻어질 수 있다. 예컨대 납땜 합금이 제1 피복재로 사용되고, 내식성 합금이 제2 피복재로 사용될 수 있다. 그 후에 제조된 알루미늄 가공품은 땜납 피복층의 영역에서 양호한 납땜 특성을 나타내는 한편, 내식성 피복층의 영역에서 향상된 부식 방지 특성을 나타낸다.
본 발명의 방법의 다른 실시예에서, 제1 클래딩 피스는 제1 두께를 가지며, 제2 클래딩 피스는 제1 두께와 상이한 제2 두께를 갖는다. 이 방식에서, 상이한 피복층 두께를 갖는 가공품이 얻어질 수 있다. 그러므로, 예컨대 국부적으로 집중된 특히 두꺼운 또는 얇은 피복층을 갖는 알루미늄 가공품이 제조될 수 있다. 이러한 가공품은 종래의 클래딩 방법을 사용해서 제조하기 곤란하거나 불가능한 것이다.
전술한 목적들은 본 발명에 따른 알루미늄 합금의 코어 및 본 발명에 따른 알루미늄 가공품의 한쪽에 적어도 하나의 피복재의 피복층을 갖는 압연 클래드 알루미늄 가공품에 의해 적어도 부분적으로 달성되며, 피복층은 알루미늄 가공품의 일부 영역만을 가로질러 연장한다.
바람직하게, 이러한 압연 클래드 알루미늄 가공품은 전술한 방법들 중의 하나를 사용하여 제조될 수 있다. 따라서, 바람직하게 전술한 방법들은 이러한 압연 클래드 알루미늄 가공품을 제조하기 위한 역할을 한다.
압연 클래드 알루미늄 가공품은 알루미늄 가공품의 한쪽에 피복재의 피복층을 구비한다. 특히, 피복층이 구비되는 쪽은 알루미늄 가공품의 상면 및/또는 하면이다.
피복층은 알루미늄 가공품의 일부 구역만을 가로질러 연장한다. 이것은 완면상의 피복층과 대조적으로, 피복층이 가공품의 표면의 일부만을 가로질러 연장한다는 것을 의미한다.
특히, 코어는 이하에 설명하는 알루미늄 합금들 중의 하나로 구성될 수 있다. AA 3xxx 특히 AA 3003, AA 3005, AA 3103, AA 3105, AA 6xxx 특히 AA 6063 및 이들 각각의 변형.
특히, 피복재는 이하에 설명하는 알루미늄 합금들 중의 하나로 구성될 수 있다. 특히 땜납 피복층을 위한 AlSi 합금 특히 AA 4045, AA 4047, AA 4343, AA 4004, AA 4104, 특히 내식성 피복층을 위한 AA 1050, AA 7072, 개선된 시각적 외관을 갖는 피복층을 위한 AA 1050, AA 3003.
바람직하게, 압연 클래드 알루미늄 가공품은 최대 20 mm, 바람직하게는 최대 10 mm, 더 바람직하게는 최대 5 mm, 특히 최대 1 mm의 두께를 갖는다. 특히 바람직하게, 압연 클래드 알루미늄 가공품의 두께는 0.05 mm 바람직하게는 0.5 mm 내지 20 mm 바람직하게는 10 mm 범위이다. 바람직하게, 피복층은 0.005 mm 내지 1 mm 바람직하게는 0.5 mm 범위의 두께를 갖는다.
바람직한 실시예에서, 부분 영역은 알루미늄 가공품의 측면의 전체 면적의 최대 95%, 바람직하게는 최대 90%, 특히 최대 85%를 점유한다. 이 방식에서 알루미늄 가공품의 측면의 적어도 5% 이상의 부분이 피복되지 않는 것이 달성된다. 이 방식에서, 알루미늄 가공품의 특성 특히, 내식성, 용접성, 시각적 외관 등은 국부적으로 집중된 방식으로 상이하도록 선택될 수 있다. 바람직하게, 가공품의 측면 전체 면적에서 부분 영역의 비율은 특별한 응용에 맞춰지도록 조정된다. 따라서, 부분 영역은 예컨대 측면 전체 면적의 최대 80%, 최대 70%, 최대 60%, 최대 50%, 최대 40%, 최대 30%, 최대 20% 또는 최대 10%를 점유할 수 있다.
만약 압연 클래드 알루미늄 가공품이 전술한 방법을 사용하여 제조되면, 그 방법에서 코어 잉곳 폭의 홈 폭의 퍼센트 비율은 알루미늄 가공품 각각의 측면의 전체 면적의 제조된 알루미늄 가공품의 피복층의 부분 영역의 퍼센트 비율 이하이다. 특히, 제조 방법은 열간 압연에 의해 제조된 가공품의 피복되지 않은 부분이 비딩 스크랩으로 제거되는 비딩 단계를 포함할 수 있다.
예컨대, 만약 제조시 홈 폭이 코어 잉곳 폭의 최대 85%이면, 피복층의 부분 영역은 예컨대 제조된 알루미늄 가공품의 각각의 측면의 전체 면적의 최대 95%가 될 수 있고, 예컨대 가공품의 10%의 피복되지 않은 부분은 비딩 스크랩으로서 제거된다.
압연 클래드 알루미늄 가공품의 실시예에서, 알루미늄 가공품의 적어도 하나의 피복층이 가로질러 연장하는 알루미늄 가공품 측면의 부분 영역은 알루미늄 가공품 측면의 전체 면적의 50% 이하, 바람직하게는 40% 이하, 특히 25% 이하의 크기를 갖는다. 바람직하게, 적어도 하나의 방향에서 부분 영역은 이 방향에서 알루미늄 가공품의 크기의 50% 이하, 바람직하게는 40% 이하, 특히 25% 이하의 크기를 갖는다.
알루미늄 가공품이 알루미늄 스트립 또는 알루미늄 시트라면, 알루미늄 가공품의 피복층이 가로질러 연장하는 부분 영역은 바람직하게 알루미늄 스트립 또는 알루미늄 시트의 폭의 50% 이하, 바람직하게는 40% 이하, 특히 25% 이하의 폭을 갖는다.
피복층의 크기 및/또는 배열이 알루미늄 가공품에 대한 각각의 적용에 맞추어져 있는 알루미늄 가공품이 전술한 방법으로 제공될 수 있다. 특히, 압연 클래드 알루미늄 가공품의 제조 공정에서의 부정적인 결과, 예컨대 과잉의 피복재로 인한 부정적인 결과가 방지될 수 있다.
만약 압연 클래드 알루미늄 가공품이 각각의 경우에 알루미늄 가공품의 부분 영역을 가로질러 연장하는 복수의 피복층을 갖는다면, 바람직하게 이러한 부분 영역들 각각은 알루미늄 가공품의 개별적인 측면의 전체 면적의 50% 이하, 바람직하게는 40% 이하, 특히 25% 이하의 크기를 갖는다. 알루미늄 가공품이 알루미늄 스트립 또는 알루미늄 시트라면, 각각의 경우에 알루미늄 가공품의 피복층이 가로질러 연장하는 각각의 부분 영역은 바람직하게는 상응하게 알루미늄 스트립 또는 알루미늄 시트의 폭의 50% 이하, 바람직하게는 40% 이하, 특히 25% 이하의 폭을 갖는다.
본 발명의 방법의 실시예에서 적어도 하나의 피복층은 납땜 합금, 바람직하게는 AA 4xxx 타입의 합금으로 구성된다. 이 방식에서 피복층에 의해 제공되는 땜납 재료의 크기 및/또는 배열은 각각의 납땜 적용에 맞춰질 수 있는 압연 클래드 알루미늄 가공품이 제공된다.
알루미늄 가공품의 실시예에서 알루미늄 가공품은 알루미늄 가공품을 납땜하기 위한 적어도 하나의 납땜 지점을 가지며, 피복층은 땜납 피복층이며, 피복층이 가로질러 연장하는 부분 영역은 적어도 하나의 납땜 지점의 위치에 맞춰진다. 그러므로, 과잉의 땜납 재료 또는 납땜 지점 밖의 땜납 침식이 방지되도록 땜납 피복층은 납땜 지점들의 구역에만 존재한다.
알루미늄 가공품의 다른 실시예에서, 알루미늄 가공품은 한쪽에 피복재의 제1 피복층 및 피복재의 제2 피복층을 구비하며, 제1 피복층은 알루미늄 가공품의 제1 부분 영역만을 가로질러 연장하고 제2 피복층은 제2 부분 영역만을 가로질러 연장한다. 이 방식으로 알루미늄 가공품 표면의 여러 영역들에는 다양한 기능을 갖는 피복층이 제공될 수 있다. 제1 부분 영역과 제2 부분 영역은 서로 중첩, 합동(congruent) 또는 분리될 수 있다. 중첩 및/또는 합동인 부분 영역들의 경우에, 예컨대 (적어도 부분적으로) 복층 클래딩(multi-layered cladding)이 가능하다.
알루미늄 가공품의 다른 실시예에서, 제1 피복층은 제1 피복재로 구성되고, 제2 피복층은 제1 피복재와 상이한 제2 피복재로 구성된다. 이 방식에서, 상이한 특성을 갖는 피복층들을 구비한 알루미늄 가공품이 제공된다. 예컨대 피복재는 상이한 시각적 특성 또는 상이한 기능적 특성을 갖는 피복재일 수 있다. 예컨대, 제1 피복재는 납땜 합금일 수 있고, 제2 피복재는 내식성 합금일 수 있다.
전술한 목적은 납땜 가공품(brazed workpiece), 특히 절첩 튜브(folded tube)를 제조하기 위해 전술한 압연 클래드 알루미늄 가공품 중의 하나를 사용함으로써 본 발명에 따라 적어도 부분적으로 달성된다. 과잉의 땜납이 없게 또는 전체 면적이 땜납 피복되지 않게 납땜을 위해 필요한 땜납 양이 제공될 수 있도록, 전술한 압연 클래드 알루미늄 가공품은 제공된 납땜 지점들에 부분 영역 땜납 피복층을 구비할 수 있다.
전술한 압연 클래드 알루미늄 가공품은 절첩 튜브를 제조하기 위해 특히 적합한 것이다. 이를 위해, 예컨대 알루미늄 가공품은 알루미늄 가공품으로 성형된 절첩 튜브가 납땜되는 부분 영역에, 즉 예컨대 타입 B 절첩 튜브의 측면들의 기초 지점들에 땜납 피복층을 구비할 수 있다. 또한, 내식성 피복층이 절첩 튜브의 내주 공간을 형성하는 부분 영역들에서 알루미늄 가공품 상에 적용될 수 있다.
예컨대, 일체형 다중 챔버 절첩 튜브가 전술한 클래드 알루미늄 가공품으로 제조될 수 있고, 알루미늄 가공품은 다중 챔버 절첩 튜브의 외부 및/또는 내부 납땜이 필요한 부분 영역에만 땜납 피복층을 구비한다. 그러므로, 특히 땜납 피복층으로 인한 벽 두께의 감소가 다른 구역에서 발생하는 것이 또한 방지될 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 방법의 다른 실시예 1 내지 9, 압연 클래드 알루미늄 가공품의 다른 실시예 10 내지 14, 및 용도의 실시예 15를 설명한다.
1. 압연 클래드 알루미늄 가공품을 제조하기 위한 방법으로서, 알루미늄 합금의 코어 잉곳과 피복재의 적어도 하나의 클래딩 피스가 제공되고, 적어도 하나의 홈이 코어 잉곳 및/또는 코어 잉곳에 적용된 층에 형성되고, 클래딩 피스는 홈 내에 넣어지며, 클래딩 피스를 넣은 후에 코어 잉곳이 열간 압연된다.
2. 실시예 1에 따른 방법에 있어서, 클래딩 피스는 납땜 합금으로 구성된다.
3. 실시예 1 또는 2에 따른 방법에 있어서, 클래딩 피스는 홈의 형상에 정확히 맞춤하도록 형성된다.
4. 실시예 1 내지 3 중 하나에 따른 방법에 있어서, 클래딩 피스의 두께는 홈의 깊이와 일치한다.
5. 실시예 1 내지 4 중 하나에 따른 방법에 있어서, 클래딩 피스 및 코어 잉곳은 상이한 변형 저항을 가지며, 클래딩 피스가 코어 잉곳보다 낮은 변형 저항을 갖는 경우 바람직하게는 클래딩 피스의 두께가 홈의 깊이보다 크고, 및/또는 클래딩 피스가 코어 잉곳보다 높은 변형 저항을 갖는 경우 바람직하게는 클래딩 피스의 두께가 홈의 깊이보다 작다.
6. 실시예 1 내지 5 중 하나에 따른 방법에 있어서, 홈에 넣어지는 클래딩 피스는 코어 잉곳의 길이방향 가장자리로부터 이격되어 있고, 바람직하게는 적어도 2 cm, 특히 적어도 5 cm의 간격을 두고 이격되어 있다.
7. 실시예 1 내지 6 중 하나에 따른 방법에 있어서, 피복재의 제1 클래딩 피스와 피복재의 제2 클래딩 피스가 제공되고, 적어도 하나의 제1 홈이 코어 잉곳 및/또는 코어 잉곳에 적용된 층에 형성되고, 제1 클래딩 피스는 제1 홈에 넣어지고, 제2 클래딩 피스는 코어 잉곳 및/또는 코어 잉곳에 적용된 층에 형성된 제1 홈 또는 제2 홈에 넣어지고, 제1 클래딩 피스 및 제2 클래딩 피스를 넣은 후에 코어 잉곳이 열간 압연된다.
8. 실시예 7에 따른 방법에 있어서, 제1 클래딩 피스는 제1 피복재로 구성되고, 제2 클래딩 피스는 제1 피복재와 상이한 제2 피복재로 구성된다.
9. 실시예 7 또는 8에 따른 방법에 있어서, 제1 클래딩 피스는 제1 두께를 가지며, 제2 클래딩 피스는 제1 두께와 상이한 제2 두께를 갖는다.
10. 압연 클래드 알루미늄 가공품, 특히 실시예 1 내지 9 중 하나에 따른 방법으로 제조된 압연 클래드 알루미늄 가공품으로서, 알루미늄 합금의 코어와 알루미늄 가공품의 한쪽 측면에 피복재의 적어도 하나의 피복층을 구비하며, 피복층은 압연 클래드 알루미늄 가공품의 한쪽 측면의 부분 영역만을 가로질러 연장한다.
11. 실시예 10에 따른 압연 클래드 알루미늄 가공품에 있어서, 부분 영역은 상기 한쪽 측면의 전체 면적의 최대 95%, 바람직하게는 최대 90%, 특히 최대 85%를 점유한다.
12. 실시예 10 또는 11에 따른 압연 클래드 알루미늄 가공품에 있어서, 압연 클래드 알루미늄 가공품은 압연 클래드 알루미늄 가공품을 납땜하기 위한 적어도 하나의 납땜 지점을 가지며, 피복층은 땜납 피복층이고, 피복층이 가로질러 연장하는 부분 영역은 적어도 하나의 납땜 지점의 위치에 맞추어져 있다.
13. 실시예 10 내지 12 중 하나에 따른 압연 클래드 알루미늄 가공품에 있어서, 압연 클래드 알루미늄 가공품은 한쪽 측면에 피복재의 제1 피복층 및 피복재의 제2 피복층을 구비하며, 제1 피복층은 제1 부분 영역만을 가로질러 연장하고, 제2 피복층은 압연 클래드 알루미늄 가공품의 한쪽 측면의 제2 부분 영역만을 가로질러 연장한다.
14. 실시예 13에 따른 압연 클래드 알루미늄 가공품에 있어서, 제1 피복층은 제1 피복재로 구성되고, 제2 피복층은 제1 피복재와 상이한 제2 피복재로 구성된다.
15. 실시예 10 내지 14 중 하나에 따른 압연 클래드 알루미늄 가공품의 용도로서, 납땜 가공품 특히 절첩 튜브를 제조하기 위한 용도.
본 발명의 다른 장점들과 특징들은 첨부 도면을 참조하여, 다른 예시적인 실시예들의 설명으로부터 알 수 있다.
도 1a 내지 도 1d는 압연 클래드 알루미늄 가공품을 제조하기 위한 방법 및 압연 클래드 알루미늄 가공품의 예시적인 제1 실시예를 도시한 도면이다.
도 2a 내지 도 2b는 압연 클래드 알루미늄 가공품을 제조하기 위한 방법 및 압연 클래드 알루미늄 가공품의 예시적인 제2 실시예로서, 클래딩 피스를 구비한 코어 잉곳 및 제조된 압연 클래드 알루미늄 가공품을 도시한 도면이다.
도 3a 내지 도 3b는 압연 클래드 알루미늄 가공품을 제조하기 위한 방법 및 압연 클래드 알루미늄 가공품의 예시적인 제3 실시예로서, 적용된 층과 클래딩 피스를 구비한 코어 잉곳 및 제조된 압연 클래드 알루미늄 가공품을 도시한 도면이다.
도 4a 내지 도 4b는 압연 클래드 알루미늄 가공품의 예시적인 제4 실시예 및 용도의 예시적인 실시예로서, 압연 클래드 알루미늄 가공품 및 제조된 일체형 다중 챔버 절첩 튜브를 도시한 도면이다.
도 5a 내지 도 5b는 압연 클래드 알루미늄 가공품의 예시적인 제5 실시예 및 용도의 예시적인 실시예로서, 압연 클래드 알루미늄 가공품 및 제조된 일체형 다중 챔버 타입 B 절첩 튜브를 도시한 도면이다.
도 1은 본 발명에 따른 방법의 예시적인 실시예를 도시한다. 이를 위해, 부분 도면들인 도 1a 내지 도 1d는 제조 방법의 여러 시점에서 코어 잉곳, 또는 그로부터 제조된 알루미늄 가공품을 각각 도시하고 있다. 도 1a 내지 도 1d는 각각의 경우에서 평면도 및 단면도(도 1a의 평면도에 표시한 단면 라인을 따른)를 도시하고 있다.
도 1a는 제조 방법을 위해 제공된 알루미늄 합금의 코어 잉곳(2)을 도시한다. 이 실시예에서, 양쪽으로 연속적인 홈(4)이 코어 잉곳(2) 내에 밀링 가공된다. 도 1b에서 홈(4)은 장방형이다. 그러나, 대안으로 다른 형상 및/또는 한쪽 또는 양쪽으로 옵셋된 홈도 가능하다.
또한, 제조 방법을 위해 피복재의 클래딩 피스(6)가 예컨대 피복재의 시트로부터 절단되어 제공되며, 도 1c에 도시된 바와 같이 홈(4) 내에 넣어진다. 클래딩 피스(6)는 홈(4)의 형상과 정확히 맞춰지도록 형성, 즉 클래딩 피스(6)는 마찬가지로 장방형이며, 클래딩 피스(6)의 길이 및 폭은 홈(4)의 길이 및 폭과 실질적으로 합동이다. 더욱이, 이 실시예에서 클래딩 피스(6)의 두께는 홈(4)의 깊이와 합동이다. 따라서, 클래딩 피스(6)는 홈(4)을 완전히 충전한다.
홈(4)에 넣어지는 클래딩 피스(6)를 구비한 코어 잉곳(2)은 도 1d에 도시되어 있는 알루미늄 가공품(7)을 형성하기 위하여 후속해서 열간 압연된다. 열간 압연으로 클래딩 피스(6)는 코어 잉곳(2)에 피복, 즉 재료 통합, 힘 맞춤 및/또는 형상 맞춤 방식으로 코어 잉곳에 연결된다. 따라서 알루미늄 가공품(7)은 알루미늄 합금의 코어(8)와 부분 구역 피복층(10)을 갖는다.
도 2는 제조 방법 및 압연 클래드 알루미늄 가공품의 예시적인 제2 실시예를 도시한다.
도 2a에는 코어 잉곳(22)의 길이방향 크기를 횡단하여 알루미늄 합금의 코어 잉곳(22)이 단면으로 도시되어 있다. 홈(24a-24e)이 코어 잉곳(22) 내에 밀링 가공되었고, 홈 안에 클래딩 피스(26a-26f)가 넣어졌다. 후속해서, 클래딩 피스(26a-26f)를 구비한 코어 잉곳(22)은 도 2b에 단면도로 도시되어 있는 알루미늄 가공품(27)을 형성하기 위해 열간 압연되었다. 알루미늄 가공품(27)은 알루미늄 합금의 코어(28) 및 클래딩 피스(26a-26f)와 상응하는 부분 구역 피복층(30a-30f)을 갖는다.
홈(24a, 24c 24d, 24e)과 클래딩 피스(26a, 26d, 26e, 26f)는 각각의 경우에 클래딩 피스가 대응하는 홈 내에 정확하게 맞춰지도록 하는 크기이다. 홈(24b)과 클래딩 피스(26b, 26c)는 두 개의 클래딩 피스가 서로 인접하여 홈 안에 맞춰지도록 하는 크기이다. 또한, 같은 두께의 피복층(30a, 30b, 30c)이 제조되도록 홈(24a, 24b)은 깊이가 동일하다. 마찬가지로, 홈(24c, 24d, 24e)은 깊이가 동일하지만, 홈(24c, 24d, 24e)은 홈(24a, 24b)의 깊이보다 크게 되어 있다. 그러므로, 비교적 두꺼운 피복층(30d, 30e, 30f)이 만들어질 수 있다.
클래딩 피스(26d)는 코어 잉곳(22)과 유사한 변형 저항을 갖는 반면에, 클래딩 피스(26e)는 코어 잉곳(22)보다 낮은 변형 저항을 가지며, 클래딩 피스(26f)는 코어 잉곳(22)보다 높은 변형 저항을 갖는다. 상이한 변형 저항으로 인해 열간 압연 중에, 낮은 변형 저항을 갖는 클래딩 피스(26e)는 코어 잉곳(22)보다 크게 두께 감소하고, 높은 변형 저항을 갖는 클래딩 피스(26f)는 코어 잉곳(22)보다 작게 두께 감소한다. 그럼에도 불구하고, 알루미늄 가공품(27)에서 실질적으로 평탄한 표면을 얻고 압연 공정 중에 휨을 감소시키기 위하여, 클래딩 피스(26e)의 두께는 홈의 깊이보다 크게 선택되고, 클래딩 피스(26f)의 두께는 홈이 깊이보다 작게 선택된다. 클래딩 피스(26d, 26e, 26f)로부터 얻어지는 피복층(30f, 30e, 30f)의 두께는 도 2b에 비슷한 크기로 도시되어 있지만, 클래딩 피스 또는 코어(28)의 재료에 따라 피복층은 다른 크기 또는 형상이 될 수도 있다.
원칙적으로, 클래딩 피스(26a-26f)는 동일한 피복재 또는 상이한 피복재로 구성될 수 있다. 알루미늄 가공품(27)의 특성은 개별적인 클래딩 피스(26a-26f)를 위한 피복재의 선택에 의해 요구에 따라 조정될 수 있다. 특히, 국부적으로 집중된 다른 특성을 갖는 알루미늄 가공품(27)이 제조될 수 있다. 예컨대, 클래딩 피스(26a)는 국부적으로 집중된 땜납 피복층(30a)을 만들기 위하여 땜납 피복재로 구성될 수 있다. 클래딩 피스(26b-26c)는 피복층(30b-30c)의 시각적 효과를 달성하기 위하여 예컨대 무광 및 광택의 상이한 시각적 특성을 가질 수 있다. 예컨대, 국부적으로 집중된 내식성 피복층(30d)을 제공하기 위하여, 클래딩 피스(26d)를 위한 내식성 합금이 사용될 수 있다. 원칙적으로, 다양한 피복재 및 피복층 두께뿐만 아니라 피복층의 수 및 피복층의 배열의 조합 가능성은 제한되지 않는다.
도 3은 제조 방법 및 압연 클래드 알루미늄 가공품의 예시적인 제3 실시예를 도시한다. 도시한 것은 도 2에 도시된 것과 상응한다.
도 3a에 도시된 코어 잉곳(42)은 다른 층(43)이 코어 잉곳(42)에 적용되었다는 점에서 도 2의 코어 잉곳(22)과 차이가 있다. 층(43)은 예컨대 제1 열간 압연 패스에서 코어 잉곳(42)에 적용된 완면상의 피복층일 수 있다. 대안으로, 층(43)은 코어 잉곳에 부착 접합 또는 납땜된 것일 수도 있다.
홈(44a-44i)은 층(43) 및/또는 코어 잉곳(42)에 형성되었다. 여기에서 홈이 실질적으로 층(43) 안에만 형성되도록 홈(44a-44d)의 깊이는 층(43)의 두께보다 작다. 이와 대조적으로, 홈이 층(43)뿐만 아니라 코어 잉곳(42)의 부분에도 형성되도록 홈(44c-44e)의 깊이는 층(43)의 두께보다 크다.
글래딩 피스(46a-46f)는 홈(44a-44e)에 넣어졌다. 도 3b에 도시된 알루미늄 가공품(47)은 층(43) 및 클래딩 피스(46a-46f)를 구비한 코어 잉곳(42)을 열간 압연함으로써 제조되었다. 상기 알루미늄 가공품(47)은 알루미늄 합금의 코어(58), 클래딩 피스(46a-46f)에 상응하는 피복층(50a-50f), 및 피복층(50d-50f)의 영역을 제외하고 실질적으로 완면상인 피복층(49)을 구비한다.
여기에서 복수의 클래딩이 발생하도록 피복층(50a-50c)은 피복층(49) 위에 놓인다. 이것은 또한 다중 클래딩이라 지칭된다.
도 4는 압연 클래드 알루미늄 가공품의 예시적인 제4 실시예 및 용도의 예시적인 실시예로서, 압연 클래드 알루미늄 가공품 및 그로부터 제조된 일체형 다중 챔버 절첩 튜브를 도시한다.
도 4a에서 길이방향 크기를 횡단하여 단면으로 도시된 알루미늄 가공품(62)은 알루미늄 합금의 코어(64), 제1 피복재의 제1 피복층(66a-66d), 제2 피복재의 제2 피복층(68a-68c)을 구비한다. 제1 피복재는 땜납 피복층인 반면에, 제2 피복재는 내식성 합금이다. 예컨대 알루미늄 가공품(62)은 전술한 방법들 중 하나에 의해 제조된 것일 수 있다.
도 4b에 단면도로 도시되어 있는 다중 챔버 절첩 튜브(70)는 알루미늄 가공품(62)을 성형함으로써 제조되었다. 알루미늄 가공품(62)의 제1 피복층(66a-66d), 즉 땜납 피복층의 배치는 정확하게 다중 챔버 절첩 튜브에서 땜납 피복층이 연결 영역(72a-72b), 특히 연결 영역(72b)의 기초 지점에 놓이도록 되어 있다. 그러므로, 다중 챔버 절첩 튜브(70)는 연결 영역(72a-72b)에서 납땜될 수 있다. 이와 대조적으로, 제2 피복층(68a-68c) 즉, 내식성 피복층은 다중 챔버 절첩 튜브(70)의 내부 횡단면(74a-74b)을 형성하도록 배치된다. 그러므로, 내부 횡단면(74a-74b)을 통해 전송되는 매질에 대한 다중 챔버 절첩 튜브(70)의 내식성이 증대된다.
도 5는 압연 클래드 알루미늄 가공품의 예시적인 제5 실시예 및 용도의 예시적인 실시예로서, 압연 클래드 알루미늄 가공품 및 그로부터 제조된 일체형 다중 챔버 타입 B 절첩 튜브를 도시한다.
도 5a에서 길이방향 크기를 횡단하여 단면으로 도시된 알루미늄 가공품(82)은 알루미늄 합금의 코어(84), 땜납 피복재의 피복층(86, 88)을 구비한다. 부분 구역 피복층(86)은 코어(84)의 한쪽에 배치되고, 완면상 피복층(88)은 코어의 다른 한쪽에 배치된다. 예컨대 알루미늄 가공품(82)은 전술한 방법들 중 하나에 의해 제조된 것일 수 있다.
도 5b에 단면도로 도시되어 있는 다중 챔버 타입 B 절첩 튜브(90)는 알루미늄 가공품(82)을 성형함으로써 제조되었다. 알루미늄 가공품(82)의 피복층(86)의 배치는 정확하게 다중 챔버 절첩 튜브(90)에서 피복층이 연결 영역(92)에서 측면(94a-94b)들의 기초 지점에 놓이도록 되어 있다. 그러므로, 내부에 완면상 땜납 코팅 또는 이러한 목적을 위해 필요한 납땜 페이스트를 적용하지 않고, 측면(94a-94b)들의 기초 지점이 반대편 벽의 내측에 납땜될 수 있다. 더욱이, 피복층(88)으로 인해, 측면(94a-94b)들이 그 측면 구역에서 2차원 방식으로 서로 납땜될 수 있다.
예컨대, 다중 챔버 절첩 튜브(70) 또는 다중 챔버 절첩 튜브(90)와 같은 개선된 가공품은 부분적으로 다른 종류인 피복층(66a-66d) 및 피복층(68a-68c) 또는 피복층(86)으로 인해 국부적으로 집중된 상이한 표면 특성을 갖는 알루미늄 가공품(62) 또는 알루미늄 가공품(82)과 같은 알루미늄 가공품을 사용하여 경제적으로 제조될 수 있다.

Claims (14)

  1. 절첩 튜브를 제조하는 방법으로서, 압연 클래드 알루미늄 가공품(7, 27, 47, 62)을 생산하고 그 후에 상기 압연 클래드 알루미늄 가공품으로부터 절첩 튜브를 제조하는 단계를 포함하며,
    알루미늄 합금의 코어 잉곳(2, 22, 42)과 피복재의 적어도 하나의 클래딩 피스(6, 26a-26f, 46a-46f)가 제공되고, 적어도 하나의 홈(4, 24a-24e, 44a-44e)이 코어 잉곳(2, 22, 42) 및/또는 코어 잉곳(2, 22, 42)에 적용된 층(43)에 형성되고, 클래딩 피스(6, 26a-26f, 46a-46f)는 홈(4, 24a-24e, 44a-44e) 내에 넣어지며, 클래딩 피스(6, 26a-26f, 46a-46f)를 넣은 후에 코어 잉곳(2, 22, 42)이 열간 압연되는 방법으로 압연 클래드 알루미늄 가공품(7, 27, 47, 62)이 만들어지고,
    홈의 폭은 코어 잉곳 폭의 85% 이하이고, 클래딩 피스(6, 26a-26f, 46a-46f)는 납땜 합금으로 구성되며, 압연 클래드 알루미늄 가공품은 절첩 튜브를 제조하기 위해 성형되고 납땜되며, 절첩 튜브에서 적어도 하나의 클래딩 피스는 압연 클래드 알루미늄 가공품의 다른 부분과 연결된 연결 영역(72a-72b, 92)을 형성하는 것을 특징으로 하는 절첩 튜브의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 클래딩 피스의 폭은 코어 잉곳 폭의 50% 이하인 것을 특징으로 하는 절첩 튜브의 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    클래딩 피스(6, 26a-26f, 46a-46f)는 AA 4xxx 합금으로 구성되는 것을 특징으로 하는 절첩 튜브의 제조 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    클래딩 피스(6, 26a-26f, 46a-46f)는 홈(4, 24a-24e, 44a-44e)의 형상에 정확하게 맞춰지도록 형성된 것을 특징으로 하는 절첩 튜브의 제조 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    홈(4, 24a-24e, 44a-44e)에 넣어지는 클래딩 피스(6, 26a-26f, 46a-46f)는 코어 잉곳(2, 22, 42)의 길이방향 가장자리로부터 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 절첩 튜브의 제조 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    피복재의 제1 클래딩 피스(6, 26a-26f, 46a-46f)와 피복재의 제2 클래딩 피스(6, 26a-26f, 46a-46f)가 제공되며, 적어도 하나의 제1 홈(4, 24a-24e, 44a-44e)이 코어 잉곳(2, 22, 42) 및/또는 코어 잉곳(2, 22, 42)에 적용된 층(43)에 형성되며, 제1 클래딩 피스(6, 26a-26f, 46a-46f)는 제1 홈(4, 24a-24e, 44a-44e) 내에 넣어지고, 제2 클래딩 피스(6, 26a-26f, 46a-46f)는 코어 잉곳(2, 22, 42) 및/또는 코어 잉곳(2, 22, 42)에 적용된 층(43)에 형성된 상기 제1 홈 또는 제2 홈(4, 24a-24e, 44a-44e) 내에 넣어지며, 제1 클래딩 피스 및 제2 클래딩 피스(6, 26a-26f, 46a-46f)를 넣은 후에 코어 잉곳(2, 22, 42)이 열간 압연되는 것을 특징으로 하는 절첩 튜브의 제조 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    제1 클래딩 피스(6, 26a-26f, 46a-46f)는 제1 피복재로 구성되고, 제2 클래딩 피스(6, 26a-26f, 46a-46f)는 제1 피복재와 상이한 제2 피복재로 구성되는 것을 특징으로 하는 절첩 튜브의 제조 방법.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    제1 클래딩 피스(6, 26a-26f, 46a-46f)는 제1 두께를 가지며, 제2 클래딩 피스(6, 26a-26f, 46a-46f)는 제1 두께와 상이한 제2 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 절첩 튜브의 제조 방법.
  9. 압연 클래드 알루미늄 가공품으로 제조된 절첩 튜브로서, 압연 클래드 알루미늄 가공품(7, 27, 47, 62)은 알루미늄 합금의 코어(8, 28, 58, 64)와 알루미늄 가공품(7, 27, 47, 62)의 한쪽 측면에 피복재의 적어도 하나의 피복층(10, 30a-30f, 50a-50f, 66a-66d, 68a-68c)을 구비하며,
    피복층(10, 30a-30f, 50a-50f, 66a-66d, 68a-68c)은 압연 클래드 알루미늄 가공품(7, 27, 47, 62)의 한쪽 측면의 부분 영역만을 가로질러 연장하며, 상기 부분 영역은 상기 측면의 전체 면적의 최대 95%를 점유하며, 피복층(10, 30a-30f, 50a-50f, 66a-66d, 68a-68c)은 납땜 합금으로 구성되며, 적어도 하나의 피복층은 압연 클래드 알루미늄 가공품의 다른 부분과 연결된 연결 영역(72a-72b, 92)을 형성하는 것을 특징으로 하는 절첩 튜브.
  10. 제9항에 있어서,
    알루미늄 가공품의 적어도 하나의 피복층이 가로질러 연장하는 알루미늄 가공품 측면의 부분 영역은, 알루미늄 가공품 측면의 전체 면적의 50% 이하의 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 절첩 튜브.
  11. 제9항에 있어서,
    피복층(10, 30a-30f, 50a-50f, 66a-66d, 68a-68c)은 AA 4xxx 합금으로 구성되는 것을 특징으로 하는 절첩 튜브.
  12. 제9항에 있어서,
    알루미늄 가공품(7, 27, 47, 62)은 알루미늄 가공품(7, 27, 47, 62)을 납땜하기 위한 적어도 하나의 납땜 지점을 가지며, 피복층(10, 30a-30f, 50a-50f, 66a-66d, 68a-68c)은 땜납 피복층이며, 피복층(10, 30a-30f, 50a-50f, 66a-66d, 68a-68c)이 가로질러 연장하는 부분 영역은 상기 적어도 하나의 납땜 지점의 위치에 맞춰지는 것을 특징으로 하는 절첩 튜브.
  13. 제9항에 있어서,
    알루미늄 가공품(7, 27, 47, 62)은 한쪽에 피복재의 제1 피복층(10, 30a-30f, 50a-50f, 66a-66d, 68a-68c) 및 피복재의 제2 피복층(10, 30a-30f, 50a-50f, 66a-66d, 68a-68c)을 구비하며, 제1 피복층(10, 30a-30f, 50a-50f, 66a-66d, 68a-68c)은 알루미늄 가공품(7, 27, 47, 62)의 제1 부분 영역만을 가로질러 연장하고 제2 피복층(10, 30a-30f, 50a-50f, 66a-66d, 68a-68c)은 제2 부분 영역만을 가로질러 연장하는 것을 특징으로 하는 절첩 튜브.
  14. 제13항에 있어서,
    제1 피복층(10, 30a-30f, 50a-50f, 66a-66d, 68a-68c)은 제1 피복재로 구성되고, 제2 피복층(10, 30a-30f, 50a-50f, 66a-66d, 68a-68c)은 제1 피복재와 상이한 제2 피복재로 구성되는 것을 특징으로 하는 절첩 튜브.
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